WO2014180736A1 - Anfederungs-exzenterschwinge in ceps-anwendung - Google Patents

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WO2014180736A1
WO2014180736A1 PCT/EP2014/058877 EP2014058877W WO2014180736A1 WO 2014180736 A1 WO2014180736 A1 WO 2014180736A1 EP 2014058877 W EP2014058877 W EP 2014058877W WO 2014180736 A1 WO2014180736 A1 WO 2014180736A1
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shaft
worm
worm shaft
motor
bearing
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PCT/EP2014/058877
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Johannes SCHÖNLECHNER
Christian Kohler
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Thyssenkrupp Presta Ag
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Priority to EP14724350.5A priority patent/EP2994362B1/de
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    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/24—Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts

Definitions

  • the present invention relates to an electromechanical power steering system having the features of the preamble of claim 1.
  • a generic electromechanical power steering has an electric servomotor which drives a worm shaft which meshes with a arranged on a steering shaft worm wheel, wherein the worm wheel with an input shaft of a steering gear in
  • Active connection is and wherein the worm shaft and the steering shaft are rotatably mounted in a common transmission housing.
  • Worm wheel is adjustable. The adjustment is done by an actuator or a spring preload by means of a rocker on the "motor remote" side of the worm shaft, whereas the storage of the worm takes place on the motor side.
  • the attitude of the situation is done by an actuator or a spring preload by means of a rocker on the "motor remote" side of the worm shaft, whereas the storage of the worm takes place on the motor side.
  • Claim 1 solved. Because in an electromechanical power steering with an electric servomotor which drives a worm shaft which meshes with a worm gear arranged on a steering shaft, the worm wheel is in operative connection with an input shaft of a steering gear and wherein the worm shaft and the steering shaft are rotatably supported in a common gear housing , the worm shaft has a free end remote from the motor, which is mounted in a roller bearing, and the worm shaft also has a motor-proximate end, wherein the proximal end of the worm shaft is mounted in a rolling bearing, which is accommodated in an eccentric lever, a possible
  • the eccentric lever is pivotally attached to the housing by means of a bearing.
  • the bearing has a pin surrounded by a coil spring, which supports the eccentric pivotally mounted on the housing, and a hook of the coil spring engages an incision of the eccentric lever and biases the pivotal movement of the eccentric lever, a compact arrangement can be created. It is advantageous
  • Eccentric lever biased by the coil spring such that the worm shaft is urged into engagement with the worm wheel.
  • the worm shaft can be biased independently of the electric motor, if on the near-motor side of the eccentric lever one Axial offset compensating coupling is arranged.
  • the coupling have two intermeshing coupling parts which are each rotatably connected via a bearing bush with the corresponding shaft.
  • the coupling parts can intermesh with a misalignment balancing game.
  • a low-noise and especially backlash-free run is achieved when the clutch has an elastomeric damping that dampens the play of the coupling parts.
  • the arrangement becomes particularly compact when the rolling bearing on the free end of the worm shaft is a needle bearing.
  • Figure 1 the transmission of a generic power steering in a
  • Figure 2 the generic worm shaft with their storage in a perspective view
  • Figure 3 the generic screw shaft of Figure 2 with a
  • FIG. 4 shows a generic representation according to FIG. 3, wherein the pivot point of the eccentric lies outside the bearing of the worm shaft,
  • FIG. 5 is a perspective view of a bearing according to the invention with a worm shaft;
  • FIG. 6 shows an exploded view of the bearing according to the invention from FIG. 5 with worm shaft, worm wheel and electric motor,
  • Figure 7 an exploded view of the storage according to the invention
  • FIG. 8 an exploded view of the bearing according to the invention
  • Figure 9 an exploded view of the storage according to the invention
  • FIGS. 1 to 4 show the prior art according to WO
  • the longitudinal section runs along a rotation axis 1 of a worm shaft 2, which is driven by an electric motor 3.
  • the electric motor 3 has a motor shaft 4, which is rotatably coupled via a flexible coupling 5 with the worm shaft 2.
  • the worm shaft 2 meshes over one
  • Worm toothing 6 with a worm wheel 7.
  • the worm wheel 7 in turn is rotatably connected to a steering shaft 8, which extends between a steering wheel, not shown, and the actual steering gear of the motor vehicle.
  • the said components are mounted in a common transmission housing 9.
  • the bearing of the worm shaft 2 in the housing 9 takes place at a motor-side end 10 of the worm shaft 2 in a conventional rolling bearing 11, which is designed as a ball bearing.
  • the ball bearing 11 is formed so that the worm shaft 2 can perform slight axial movements and slight changes of the rotation axis 1 relative to the housing 9.
  • the worm shaft 2 further has a motor remote end 12, which is also mounted in a rolling bearing 13.
  • the Rolling bearing 13 has an inner ring 14, rolling elements 15 and a
  • the intermediate ring 16 on.
  • the intermediate ring 16 is in turn itself provided on its outer side with a raceway for balls 17.
  • the balls 17 run in an outer ring 18, which is finally fixed in a bearing seat 19 of the housing 9.
  • the intermediate ring 16 is finally provided with a pin 20 which is fixed on the side facing away from the housing 9 of the intermediate ring 16.
  • the intermediate ring 16 is formed so that on its inside a running surface for the rolling elements 15 of the inner bearing 13 is formed.
  • This tread is formed substantially cylindrical, since in this embodiment, the rolling elements 15 are provided as needles.
  • On its outer peripheral surface of the intermediate ring 16 is provided with a ball raceway for the outboard bullets 17, wherein the outer raceway is not arranged concentrically with the inner raceway.
  • the intermediate ring 16 is also roller-mounted relative to the housing 9 via the rolling elements 17.
  • the intermediate ring 16 itself forms part of this outer bearing, which is formed from the intermediate ring 16, the rolling elements 17 and the bearing outer ring 18.
  • This arrangement allows a very smooth adjustment of the intermediate ring 16, even if it is under load.
  • the adjustment of the position of the worm shaft 2, more precisely, the axis of rotation 1 of the worm shaft 2 in relation to the worm wheel 7 is particularly fine and fast reaction possible in this way.
  • FIG. 2 shows the worm shaft with the roller bearings and the worm wheel 7 meshing with the worm shaft in a perspective view, with the components of the housing and the
  • the intermediate ring 16 is provided here with two actuators 20. These actuators 20 can serve as points of attack for springs for elastic bias, as described below to Figure 3. They can also serve as points of attack for an electric actuator in
  • Tread of the intermediate ring 16 and the outer ring 18 is eccentric. Accordingly, a rotation of the intermediate ring 16 causes a displacement of the axis of rotation 1 with respect to the worm wheel 7.
  • this pivot point is within the inner roller bearing 13, which is formed from the inner ring 14, the rolling elements 15 and the inner raceway of the intermediate ring 16.
  • the spatial distance between these two centers of rotation can be referred to as eccentricity of the intermediate ring 16 and this eccentricity is less than the radius of the inner raceway of the intermediate ring 16.
  • Such a low eccentricity is preferred in this embodiment, since it provides a particularly sensitive adjustment of Position of the worm shaft 2 allowed.
  • FIG. 3 shows the exemplary embodiment of FIG. 2 with two
  • Coil springs 21 which engage the actuators 20.
  • the actuating elements 20 are here designed as pins, which are arranged axially parallel to the end face of the intermediate ring 16.
  • Coil springs 21 act on train. They urge the intermediate ring 16 in the embodiment according to FIG. 3 in a rotation clockwise. Since the pivot point of the worm shaft 2 is located to the left of the pivot point of the intermediate ring 16, the worm shaft 2 is urged by the springs against the worm wheel 7.
  • FIG. 4 shows an arrangement in which the worm shaft 2 is rotatably mounted at its free end 12 in a conventional roller bearing 22.
  • the rolling bearing 22 is seated with its outer ring in an eccentric lever 23 which has a corresponding bearing seat.
  • the eccentric lever 23 is mounted in a pivot axis 24 in the housing 9 (not shown here).
  • Swivel axis 24 is opposite.
  • the bearing 22 is between the
  • Pivot axis 24 and the hook 26 is arranged.
  • the tension spring 25 acts in the figure 4 down, so it pulls the eccentric lever 23 and thus the worm shaft 2 to the worm wheel 7. Also in this way, a resilient bias of the worm shaft 2 against the
  • Worm wheel 7 achieved. As in FIG. 3, a play-free engagement of the worm shaft 2 in the worm wheel 7 is thus achieved.
  • Pivot axis 24 of the eccentric lever 23 is further spaced from the axis of rotation 1 of the worm shaft as in Figures 2 and 3.
  • the eccentricity ie the distance of the axis of rotation 1 of the pivot axis 24 between the simple and the threefold
  • Diameter of the rolling bearing 22 selected.
  • the position of the worm shaft 2 with respect to the worm wheel 7 is adjustable.
  • the adjustment is made on the motor side of the worm shaft.
  • FIGS. 5 to 9 show the motor-side arrangement of the adjustment device according to the invention.
  • the spatial representation of the storage of FIG. 5 shows a motor-side arrangement of a spring-biased eccentric lever 27 on the worm shaft 2 and a coupling 28 compensating thereon in the motor-side direction between the worm shaft 2 and the motor shaft not shown here.
  • Fig. 6 shows the details of the storage in an exploded view.
  • the electric motor 3 has the motor shaft 4, which is rotatably coupled via a flexible coupling 28 with the worm shaft 2.
  • Worm shaft 2 meshes with the worm wheel 7 via the worm toothing 6.
  • the worm wheel 7 in turn is non-rotatably connected to a steering shaft, not shown, which runs between a steering wheel and the actual steering gear of the motor vehicle.
  • a roller bearing 29 is provided, which is designed as a ball bearing and allows slight axial movement and slight changes in the axis of rotation of the worm shaft 2 relative to the housing (not shown here).
  • the bias between the worm shaft 2 and the worm wheel 7 comes about through the perpendicular to the worm shaft 2 arranged drop-shaped eccentric 27, which is by means of a bearing 30 with the housing (not shown here) in conjunction.
  • the eccentric lever 27 has, in a circular area, a first opening 31 which receives a rolling bearing 32 arranged at the motor end of the worm shaft 2.
  • a second much smaller opening 33 for receiving a parallel to the worm shaft 2 arranged pin 34 of the Bearing 30 is provided, whereby the
  • Eccentric lever 27 is pivotally mounted about a pivot axis on the housing.
  • a coil spring 35 which acts on train surrounds the pin 34 concentrically and engages by means of a hook 36 to a cut 37 of the eccentric lever 27, which is approximately in the plane of Worm wheel 7 is located.
  • Axial offset compensating coupling 28 which rotatably connects the worm shaft 2 with the motor shaft 4. Such coupling are known as so-called "Oldhamkupplept".
  • the coupling 28 consists of two intermeshing coupling parts 38, 39 with a
  • the coupling parts 38, 39 are connected by a respectively arranged in the bearing seat 40, 41 cylindrical bearing bushing 42, 43 form-fitting manner with the corresponding shaft 4, 2.
  • Coupling parts 38, 39 are axially by a concentric
  • Clutch parts 38, 39 in the bearing bushes 42, 43 is arranged.
  • the coupling 28 shown is rotationally fixed and by the play of the engagement of the coupling parts 38, 39, an axial offset between the axis of rotation of the motor shaft 4 and the axis of rotation of the worm shaft 2 can be compensated.
  • FIGS 7, 8 and 9 show the embodiment of Figure 6 in
  • an elastomeric damping 45 of the clutch 28 is shown, which dampens the play of the intermeshing coupling parts 38, 39.
  • a worm shaft bearing is created in which both the axial play and the radial play are automatically adjustable.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Servolenkung mit einem elektrischen Servomotor (1), der eine Schneckenwelle (2) antreibt, die mit einem auf einer Lenkwelle (8) angeordneten Schneckenrad (7) kämmt, wobei das Schneckenrad (7) mit einer Eingangswelle eines Lenkgetriebes in Wirkverbindung steht und wobei die Schneckenwelle (2) und die Lenkwelle (8) in einem gemeinsamen Getriebegehäuse (9) drehbar gelagert sind, wobei die Schneckenwelle (2) ein freies motorfernes Ende und ein motornahes Ende aufweist, wobei das motorferne Ende in einem ersten Wälzlager (29) gelagert ist und das motornahe Ende ein zweites Wälzlager (32) aufweist, welches in einem Exzenterhebel (27) aufgenommen ist.

Description

Anfederungs-Exzenterschwinge in CEPS-Anwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromechanische Servolenkung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Eine gattungsgemäße elektromechanische Servolenkung weist einen elektrischen Servomotor auf, der eine Schneckenwelle antreibt, die mit einem auf einer Lenkwelle angeordneten Schneckenrad kämmt, wobei das Schneckenrad mit einer Eingangswelle eines Lenkgetriebes in
Wirkverbindung steht und wobei die Schneckenwelle und die Lenkwelle in einem gemeinsamen Getriebegehäuse drehbar gelagert sind .
Aus der Offenlegungsschrift WO 2012/136315 ist eine Anordnung bekannt bei der die Lage der Schneckenwelle in Bezug auf das
Schneckenrad einstellbar ist. Dabei erfolgt die Einstellung durch einen Aktuator oder eine Federvorspannung mittels einer Schwinge an der "motorfernen" Seite der Schneckenwelle, wohingegen die Lagerung der Schnecke motorseitig erfolgt. Die Einstellung der Lage der
Schneckenwelle in Bezug auf das Schneckenrad erlaubt es, das im
Betrieb beispielsweise durch Verschleiß entstandene Spiel zu korrigieren. Es ist wünschenswert das Schneckenrad im eingebauten Zustand einzulaufen. Dazu muss die Schnecke wesentlich stärker vorgespannt werden, was aber nur bei motorseitiger Anbringung der Schwinge möglich ist. Aus der EP 2 497 975 ist eine motorseitig montierte Andruckvorrichtung bekannt, bei der eine Torsionsfeder konzentrisch zur Schneckenachse liegt und die eine exzentrische Vorrichtung antreibt.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine motorseitige Schwinge für eine Schneckenwellenlagerung in dem Getriebe einer elektromechanischen Servolenkung zu schaffen, bei der sowohl das Axialspiel als auch das Radialspiel selbsttätig einstellbar sind.
Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Weil bei einer elektromechanischen Servolenkung mit einem elektrischen Servomotor, der eine Schneckenwelle antreibt, die mit einem auf einer Lenkwelle angeordneten Schneckenrad kämmt, wobei das Schneckenrad mit einer Eingangswelle eines Lenkgetriebes in Wirkverbindung steht und wobei die Schneckenwelle und die Lenkwelle in einem gemeinsamen Getriebegehäuse drehbar gelagert sind, die Schneckenwelle ein freies motorfernes Ende aufweist, das in einem Wälzlager gelagert ist, und die Schneckenwelle außerdem ein motornahes Ende aufweist, wobei das motornahe Ende der Schneckenwelle in einem Wälzlager gelagert ist, das in einem Exzenterhebel aufgenommen ist, kann ein eventuelles
Radialspiel der Schneckenwelle gegenüber dem Schneckenrad noch wirksamer minimiert werden. Dabei ist vorzugsweise der Exzenterhebel mittels eines Lagers schwenkbar an dem Gehäuse befestigt.
Wenn weiter das Lager einen von einer Schraubenfeder umgebenen Stift aufweist, der den Exzenterhebel schwenkbar am Gehäuse lagert, und ein Haken der Schraubenfeder an einem Einschnitt des Exzenterhebels angreift und die Schwenkbewegung des Exzenterhebels vorspannt, kann eine kompakte Anordnung geschaffen werden. Vorteilhaft ist der
Exzenterhebel mittels der Schraubenfeder derart vorgespannt, dass die Schneckenwelle) in Eingriff mit dem Schneckenrad gedrängt wird. Die Schneckenwelle kann unabhängig von dem Elektromotor vorgespannt werden, wenn an der motornahen Seite des Exzenterhebels eine einen Achsversatz ausgleichende Kupplung angeordnet ist. Dabei kann vorteilhaft die Kupplung zwei ineinandergreifende Kupplungsteile aufweisen, die jeweils über eine Lagerbuchse mit der entsprechenden Welle drehfest verbunden sind . Insbesondere können die Kupplungsteile mit einem Achsversatz ausgleichenden Spiel ineinandergreifen.
Ein geräuscharmer und insbesondere spielfreier Lauf wird erzielt, wenn die Kupplung eine elastomere Dämpfung aufweist, die das Spiel der Kupplungsteile dämpft.
Es ist vorteilhaft, wenn die Lagerbuchsen innenliegend eine
Schraubenfeder aufweisen, die die Schneckenwelle gegenüber dem Schneckenrad axial vorspannt.
Die Anordnung wird besonders kompakt, wenn das Wälzlager auf dem freien Ende der Schneckenwelle ein Nadellager ist.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleichen Funktionen tragen gleiche Bezugszeichen. Es zeigen :
Figur 1 : das Getriebe einer gattungsgemäßen Servolenkung in einem
Längsschnitt entlang der Schneckenwelle;
Figur 2 : die gattungsgemäße Schneckenwelle mit ihrer Lagerung in einer perspektivischen Darstellung;
Figur 3 : die gattungsgemäße Schneckenwelle aus Figur 2 mit einer
Federvorspannung,
Figur 4: eine gattungsgemäße Darstellung entsprechend Figur 3, wobei der Drehpunkt des Exzenters außerhalb des Lagers der Schneckenwelle liegt,
Figur 5 : eine räumliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Lagerung mit Schneckenwelle, Figur 6: eine Explosionszeichnung der erfindungsgemäßen Lagerung aus Figur 5 mit Schneckenwelle, Schneckenrad und Elektromotor,
Figur 7 : eine Explosionszeichnung der erfindungsgemäßen Lagerung aus
Figur 5 mit Schneckenwelle, Figur 8: eine Explosionszeichnung der erfindungsgemäßen Lagerung aus
Figur 5 mit Schneckenwelle, Schneckenrad, Elektromotor und zusammengesetzter Kupplung, sowie
Figur 9 : eine Explosionszeichnung der erfindungsgemäßen Lagerung aus
Figur 5 mit Schneckenwelle, Schneckenrad, Elektromotor und zusammengesetzter Kupplung in Ansicht von der Seite.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen den Stand der Technik gemäß WO
2012/136315.
In der Figur 1 ist in einem Längsschnitt das Getriebe einer
elektromechanischen Servolenkung dargestellt. Der Längsschnitt verläuft dabei entlang einer Drehachse 1 einer Schneckenwelle 2, die von einem Elektromotor 3 angetrieben ist. Der Elektromotor 3 verfügt über eine Motorwelle 4, die über eine flexible Kupplung 5 mit der Schneckenwelle 2 drehfest gekoppelt ist. Die Schneckenwelle 2 kämmt über eine
Schneckenverzahnung 6 mit einem Schneckenrad 7. Das Schneckenrad 7 wiederum ist drehfest mit einer Lenkwelle 8 verbunden, die zwischen einem nicht dargestellten Lenkrad und dem eigentlichen Lenkgetriebe des Kraftfahrzeugs verläuft. Die genannten Bauelemente sind in einem gemeinsamen Getriebegehäuse 9 gelagert.
Die Lagerung der Schneckenwelle 2 in dem Gehäuse 9 erfolgt an einem motorseitigen Ende 10 der Schneckenwelle 2 in einem konventionellen Wälzlager 11, das als Kugellager ausgebildet ist. Das Kugellager 11 ist so ausgebildet, dass die Schneckenwelle 2 geringfügige Axialbewegungen und geringfügige Änderungen der Drehachse 1 gegenüber dem Gehäuse 9 ausführen kann. Die Schneckenwelle 2 weist weiter ein motorfernes Ende 12 auf, welches ebenfalls in einem Wälzlager 13 gelagert ist. Das Wälzlager 13 weist einen Innenring 14, Wälzkörper 15 und einen
Zwischenring 16 auf. Der Zwischenring 16 ist wiederum selbst an seiner Außenseite mit einer Laufrille für Kugeln 17 versehen. Die Kugeln 17 laufen in einem Außenring 18, der schließlich in einem Lagersitz 19 des Gehäuses 9 befestigt ist. Der Zwischenring 16 ist schließlich mit einem Stift 20 versehen, der auf der dem Gehäuse 9 abgewandten Seite des Zwischenrings 16 befestigt ist. Der Zwischenring 16 ist so ausgebildet, dass an seiner Innenseite eine Lauffläche für die Wälzkörper 15 des inneren Lagers 13 ausgebildet ist. Diese Lauffläche ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, da in diesem Ausführungsbeispiel die Wälzkörper 15 als Nadeln vorgesehen sind. An seiner äußeren Umfangsfläche ist der Zwischenring 16 mit einer Kugellauffläche für die außen laufenden Kugeln 17 versehen, wobei die äußere Lauffläche nicht konzentrisch mit der inneren Lauffläche angeordnet ist. Bei Drehung der Schneckenwelle 2 bedeutet dies, dass der Zwischenring 16 die Position der Drehachse 1 definiert, während das innere Wälzlager 13 die leichte und spielfreie Drehbarkeit der Schneckenwelle 2 gegenüber dem Zwischenring 16 bewirkt. Eine Drehung des Zwischenrings 16 hingegen bewirkt eine Verlagerung der Drehachse 1 der Schneckenwelle 2 und damit eine Veränderung des Eingriffs der Schnecke 6 in das Schneckenrad 7. Auf diese Weise kann insbesondere eine Zustellung der Schneckenwelle 2 auf das Schneckenrad 7 bewirkt werden, um einen spielfreien
Verzahnungseingriff zu erreichen.
Bei dieser Anordnung ist der Zwischenring 16 gegenüber dem Gehäuse 9 über die Wälzkörper 17 ebenfalls wälzgelagert. Insbesondere bildet der Zwischenring 16 selbst einen Teil dieses äußeren Lagers, das aus dem Zwischenring 16, den Wälzkörpern 17 und dem Lageraußenring 18 gebildet ist. Diese Anordnung erlaubt eine sehr leichtgängige Verstellung des Zwischenrings 16, auch wenn dieser unter Last steht. Die Einstellung der Position der Schneckenwelle 2, genauer gesagt, der Drehachse 1 der Schneckenwelle 2 in Relation zu dem Schneckenrad 7 ist auf diese Weise besonders fein und reaktionsschnell möglich. Die Figur 2 zeigt die Schneckenwelle mit den Wälzlagern sowie das mit der Schneckenwelle kämmende Schneckenrad 7 in einer perspektivischen Darstellung, wobei auf die Komponenten des Gehäuses und des
Elektromotors verzichtet wurde. Der Zwischenring 16 ist hier mit zwei Betätigungselementen 20 versehen. Diese Betätigungselemente 20 können als Angriffspunkte für Federn zur elastischen Vorspannung dienen, wie dies nachfolgend zu Figur 3 beschrieben ist. Sie können auch als Angriffspunkte für einen elektrischen Aktuator dienen, der in
Abhängigkeit von einer Steuerung oder Regelung den Zwischenring 16 betätigt.
In Figur 2 ist ersichtlich, dass die Drehachse der Schneckenwelle 2 konzentrisch zu dem Innenring 14 und zu der inneren Lauffläche des Zwischenrings 16 angeordnet ist, jedoch bezüglich der äußeren
Lauffläche des Zwischenrings 16 und dem Außenring 18 exzentrisch liegt. Dem entsprechend bewirkt eine Drehung des Zwischenrings 16 eine Verlagerung der Drehachse 1 gegenüber dem Schneckenrad 7. Der Drehmittelpunkt des Zwischenrings 16, also der Punkt, um den der Zwischenring 16 gegenüber dem Gehäuse 9 drehbar ist, liegt mittig in dem Außenring 18. In Figur 2 ist erkennbar, dass dieser Drehpunkt innerhalb des inneren Wälzlagers 13 liegt, das aus dem Innenring 14, den Wälzkörpern 15 und der inneren Lauffläche des Zwischenrings 16 gebildet ist. Der räumliche Abstand zwischen diesen beiden Drehmittelpunkten kann als Exzentrizität des Zwischenrings 16 bezeichnet werden und diese Exzentrizität ist im vorliegenden Fall geringer als der Radius der inneren Lauffläche des Zwischenrings 16. Eine derart geringe Exzentrizität ist bei diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt, da sie eine besonders feinfühlige Einstellung der Position der Schneckenwelle 2 erlaubt.
Die Figur 3 zeigt das Ausführungsbeispiel der Figur 2 mit zwei
Schraubenfedern 21, die an den Betätigungselementen 20 angreifen. Die Betätigungselemente 20 sind hier als Stifte ausgebildet, die Achsparallel an der Stirnseite des Zwischenrings 16 angeordnet sind . Die
Schraubenfedern 21 wirken auf Zug. Sie drängen den Zwischenring 16 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 in eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn. Da der Drehpunkt der Schneckenwelle 2 links neben dem Drehpunkt des Zwischenrings 16 liegt, wird die Schneckenwelle 2 durch die Federn gegen das Schneckenrad 7 gedrängt.
Die Figur 4 zeigt eine Anordnung, bei der die Schneckenwelle 2 an ihrem freien Ende 12 in einem konventionellen Wälzlager 22 drehbar gelagert ist. Das Wälzlager 22 sitzt mit seinem Außenring in einem Exzenterhebel 23, der einen entsprechenden Lagersitz aufweist. Der Exzenterhebel 23 ist in einer Schwenkachse 24 in dem Gehäuse 9 (hier nicht dargestellt) gelagert. Eine Schraubenfeder 25, die wiederum auf Zug wirkt, greift an einem hakenförmigen Ende 26 des Exzenterhebels 23 an, das der
Schwenkachse 24 gegenüber liegt. Das Lager 22 ist zwischen der
Schwenkachse 24 und dem Haken 26 angeordnet. Die Zugfeder 25 wirkt in der Figur 4 nach unten, sie zieht also den Exzenterhebel 23 und damit die Schneckenwelle 2 auf das Schneckenrad 7 zu. Auch auf diese Weise wird eine elastische Vorspannung der Schneckenwelle 2 gegen das
Schneckenrad 7 erzielt. Wie in Figur 3 wird damit ein spielfreier Eingriff der Schneckenwelle 2 in das Schneckenrad 7 erreicht.
Im Unterschied zu den Ausführungen gemäß Figur 2 und Figur 3 wird bei der Ausführung gemäß Figur 4 das Lager 22 und damit die Drehachse der Schneckenwelle 2 auf einen erheblich größeren Radius bewegt, da die
Schwenkachse 24 des Exzenterhebels 23 weiter von der Drehachse 1 der Schneckenwelle beabstandet ist als in den Figuren 2 und 3. Insbesondere ist hier die Exzentrizität, also der Abstand der Drehachse 1 von der Schwenkachse 24 zwischen dem einfachen und dem dreifachen
Durchmesser des Wälzlagers 22 ausgewählt.
Im vorhergehenden Stand der Technik ist die Lage der Schneckenwelle 2 in Bezug auf das Schneckenrad 7 einstellbar. Die Einstellung erfolgt dabei auf der motorfernen Seite der Schneckenwelle.
Die folgenden Figuren 5 bis 9 zeigen die erfindungsgemäße motorseitige Anordnung der Einstellungsvorrichtung. Die räumliche Darstellung der Lagerung aus Fig . 5 zeigt eine auf der Schneckenwelle 2 motorseitige Anordnung eines federvorgespannten Exzenterhebels 27 und eine daran in motorseitige Richtung anschließende Achsversatz ausgleichende Kupplung 28 zwischen der Schneckenwelle 2 und der hier nicht dargestellten Motorwelle.
Fig. 6 zeigt die Einzelheiten der Lagerung in einer Explosionszeichnung .
Der Elektromotor 3 verfügt über die Motorwelle 4, die über eine flexible Kupplung 28 mit der Schneckenwelle 2 drehfest gekoppelt ist. Die
Schneckenwelle 2 kämmt über die Schneckenverzahnung 6 mit dem Schneckenrad 7. Das Schneckenrad 7 wiederum ist drehfest mit einer nicht dargestellten Lenkwelle verbunden, die zwischen einem Lenkrad und dem eigentlichen Lenkgetriebe des Kraftfahrzeugs verläuft.
Auf der motorfernen Seite der Schneckenwelle 2 ist ein Wälzlager 29 vorgesehen, welches als Kugellager ausgebildet ist und geringfügige Axialbewegungen und geringfügige Änderungen der Drehachse der Schneckenwelle 2 gegenüber dem Gehäuse (hier nicht dargestellt) zulässt. Die Vorspannung zwischen der Schneckenwelle 2 und dem Schneckenrad 7 kommt durch den senkrecht zur Schneckenwelle 2 angeordneten, tropfenförmigen Exzenterhebel 27 zustande, der mittels eines Lagers 30 mit dem Gehäuse (hier nicht dargestellt) in Verbindung steht. Der Exzenterhebel 27 weist in einem kreisförmigen Bereich eine erste Öffnung 31 auf, die ein am motorseitigen Ende der Schneckenwelle 2 angeordnetes Wälzlager 32 aufnimmt. Das Wälzlager 32 lagert in Form eines Kugellagers die Schneckenwelle 2 drehbar und sitzt mit seinem Außenring in einem entsprechenden Lagersitz des Exzenterhebels 27. In einem zulaufenden Bereich des Exzenterhebels 27 ist eine zweite deutlich kleinere Öffnung 33 zur Aufnahme eines parallel zur Schneckenwelle 2 angeordneten Stifts 34 des Lagers 30 vorgesehen, wodurch der
Exzenterhebel 27 schwenkbar um eine Schwenkachse am Gehäuse gelagert wird . Dabei umgibt eine Schraubenfeder 35, die auf Zug wirkt, den Stift 34 konzentrisch und greift mittels eines Hakens 36 an einem Einschnitt 37 des Exzenterhebels 27 an, der in etwa in der Ebene des Schneckenrads 7 liegt. Durch die Zugspannung der Schraubenfeder 35 wird der schwenkbar gelagerte Exzenterhebel 27 in seiner
Bewegungsfreiheit eingeschränkt und eine elastische Vorspannung der Schneckenwelle 2 gegen das Schneckenrad 7 erzielt. Zur Motorseite schließt an die Schneckenwelle 2 und den Exzenterhebel 27 die
Achsversatz ausgleichende Kupplung 28 an, welche die Schneckenwelle 2 mit der Motorwelle 4 drehfest verbindet. Derartige Kupplung sind als sogenannte "Oldhamkupplungen" bekannt. Die Kupplung 28 besteht aus zwei ineinandergreifenden Kupplungsteilen 38, 39 mit einem
konzentrischen Lagersitz 40, 41, wobei der Eingriff der Kupplungsteile 38, 39 Spiel aufweist. Die Kupplungsteile 38, 39 sind durch jeweils eine in dem Lagersitz 40, 41 angeordnete zylindrische Lagerbuchse 42, 43 formschlüssig mit der entsprechenden Welle 4, 2 verbunden. Die
Kupplungsteile 38, 39 sind dabei axial durch eine konzentrisch
angeordnete Schraubenfeder 44 vorgespannt, die zwischen den
Kupplungsteilen 38, 39 in den Lagerbuchsen 42, 43 angeordnet ist. Die gezeigte Kupplung 28 ist drehfest und durch das Spiel des Eingriffs der Kupplungsteile 38, 39 kann ein Achsversatz zwischen der Drehachse der Motorwelle 4 und der Drehachse der Schneckenwelle 2 ausgeglichen werden.
Figur 7, 8 und 9 zeigen die Ausführungsform der Figur 6 in
unterschiedlichen Ansichten, wobei zusätzlich eine elastomere Dämpfung 45 der Kupplung 28 dargestellt ist, die das Spiel der ineinandergreifenden Kupplungsteile 38, 39 dämpft. Durch den motorseitigen Exzenterhebel 27 und die Kupplung 28 wird eine Schneckenwellenlagerung geschaffen bei der sowohl das Axialspiel als auch das Radialspiel selbsttätig einstellbar sind . Bezugsziffern
1. Drehachse
2. Schneckenwelle
3. Elektromotor
4. Motorwelle
5. Kupplung
6. Schneckenverzahnung
7. Schneckenrad
8. Lenkwelle
9. Getriebegehäuse
10. Ende
11. Wälzlager
12. Ende
13. Wälzlager
14. Innenring
15. Wälzkörper
16. Zwischenring
17. Kugeln
18. Außenring
19. Lagersitz
20. Stift 21. Schraubenfedern
22. Wälzlager
23. Exzenterhebel
24. Schwenkachse 25. Schraubenfeder
26. Haken
27. Exzenterhebel
28. Kupplung
29. Wälzlager 30. Lager
31. erste Öffnung
32. Wälzlager
33. zweite Öffnung
34. Stift
35. Schraubenfeder
36. Haken
37. Einschnitt
38. Kupplungsteil
39. Kupplungsteil 40. Lagersitz
41. Lagersitz 42. Lagerbuchse
43. Lagerbuchse
44. Schraubenfeder
45. Dämpfung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Elektromechanische Servolenkung mit einem elektrischen
Servomotor (1), der eine Schneckenwelle (2) antreibt, die mit einem auf einer Lenkwelle (8) angeordneten Schneckenrad (7) kämmt, wobei das Schneckenrad (7) mit einer Eingangswelle eines Lenkgetriebes in Wirkverbindung steht und wobei die
Schneckenwelle (2) und die Lenkwelle (8) in einem gemeinsamen Getriebegehäuse (9) drehbar gelagert sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schneckenwelle (2) ein freies motorfernes Ende aufweist, das in einem Wälzlager (29) gelagert ist, und die Schneckenwelle (2) ein motornahes Ende aufweist, wobei das motornahe Ende ein Wälzlager (32) aufweist, welches in einem Exzenterhebel (27) aufgenommen ist.
2. Servolenkung nach Anspruch 1, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t , dass der Exzenterhebel (27) mittels eines Lagers (30) schwenkbar an dem Getriebegehäuse (9) befestigt ist.
3. Servolenkung nach Anspruch 2, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t , dass das Lager (30) einen von einer Schraubenfeder (35) umgebenen Stift (34) aufweist, wobei der Stift den Exzenterhebel (27) schwenkbar am Gehäuse lagert, und wobei ein Haken (36) der Schraubenfeder (35) an einem Einschnitt (37) des Exzenterhebels (27) angreift und die
Schwenkbewegung des Exzenterhebels (27) vorspannt.
4. Servolenkung nach Anspruch 3, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t , dass der Exzenterhebel (27) mittels der Schraubenfeder (35) derart vorgespannt ist, dass die Schneckenwelle (2) in Eingriff mit dem Schneckenrad (7) gedrängt wird.
Servolenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass an der motornahen Seite des Exzenterhebels (27) eine einen Achsversatz ausgleichende Kupplung (28) angeordnet ist.
Servolenkung nach Anspruch 5, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kupplung (28) zwei ineinandergreifende Kupplungsteile (38, 39) aufweist, die jeweils über eine Lagerbuchse (42, 43) mit der entsprechenden Welle drehfest verbunden sind.
Servolenkung nach Anspruch 6, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kupplungsteile (38, 39) mit einem Achsversatz ausgleichenden Spiel ineinandergreifen.
Servolenkung nach Anspruch 7, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kupplung eine elastomere Dämpfung (45) aufweist, die das Spiel der
Kupplungsteile (38, 39) dämpft.
Servolenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Lagerbuchsen (42, 43) innenliegend eine Schraubenfeder (44) aufweisen, die die Schneckenwelle (2) gegenüber dem
Schneckenrad (7) axial vorspannt.
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